워싱턴 주 시애틀에 있는 작은 기계 공장인 툴크래프트 (Toolcraft) 는 유니버설 로봇 (Universal Robots) 의 새로운 주력 제품군인 코봇 (cobots) 의 30 마이크론 반복성과 내장된 힘/토크 감지 기능으로 즉시 승리를 거두었습니다. 이 회사는 CNC 기계 내부의 까다로운 3 작동 기계 관리 작업을 자동화해야 했으며, 이제 UR5e cobot 을 사용하여 생산 비용을 23% 절감하고 처리량을 43% 증가시켰습니다.
갈림길에 섰을 때, 대량 주문으로 인해 회사는 연중무휴 생산을 위한 세 번째 교대를 추가해야 했습니다. “아무도 이 근처에서 3교대로 달리고 싶어 하지 않아요. 광고를 내보낼 때 많은 응답을 얻지 못합니다." 라고 Toolcraft의 운영 이사인 Steve Wittenberg는 말합니다. 그는 실업률이 3% 인 지역에 있습니다. Toolcraft는 처음에는 전통적인 산업용 로봇을 고려하여 다양한 자동화 옵션을 살펴보기 시작했습니다.
"로봇 하드웨어만 살펴보면 더 비용 효율적인 솔루션으로 보입니다." 라고 그는 말합니다. "하지만 일단 안전 케이지를 세우지 않아도 되는 데 드는 비용을 절감하고 복잡한 프로그래밍을 피하면서 사용 편의성을 높이는 데 드는 시간을 절약하기 시작하자 Universal Robots 는 결국 올바른 솔루션이 되었습니다."
Toolcraft가 완료해야 하는 주문은 3단계 CNC 가공 작업에 로드해야 하는 의료 기기의 다중 나사산 부품이었습니다. 툴크래프트는 유니버설 로봇 (Universal Robots) 의 공인 시스템 통합업체인 래피드 디자인 솔루션 (Rapid Design Solutions) 과 함께 이 문제에 대해 논의했습니다. 소유자 Troy Ojalehto는 "멀티옵 정밀 기계 가공을 할 때 정확도 요구 사항이 올라갑니다." 라고 말하며 Universal Robots e-Series cobots 라인의 정확도를 강조합니다. "UR5e 반복성이 30마이크론으로 낮아졌다는 소식을 들었을 때, 우리는 매우 흥분했습니다." 라고 그는 말합니다. “전통적인 산업용 로봇과 같은 공간에서 경쟁하기 때문에 우리에게는 엄청난 일이었습니다. 이와 같은 멀티옵 부품으로 이 수준의 정밀도를 처리하는 다른 코봇 (cobots) 을 본 적이 없으며, 원재료가 투입되고 완성된 정밀 부품이 나오는 것을 볼 수 없습니다."
UR5e 배포 반년 동안 Toolcraft의 Wittenberg는 신속하게 결과를 나열합니다. "우리가 바로 경험한 몇 가지 이점은 상당한 생산 증가였습니다." 라고 그는 말합니다. "우리는 3교대 근무를 할 수 있었고 주당 255개의 부품을 생산하는 데서 주당 370개의 부품을 생산할 수 있었습니다. 이와 함께 연도 생산을 7주 더 빨리 완료할 수 있어 다른 작업에서 부품을 생산할 수 있는 여유를 확보할 수 있습니다.” 그는 비용이 23% 감소했다고 덧붙였습니다. 이는 Toolcraft가 약 12개월에 UR5e 투자수익률을 보고 있다는 것을 의미합니다. “우리는 많은 장기적인 업무에서 경쟁력을 높일 수 있을 것입니다.”
UR cobot 모델: UR5e
사용된 UR + 제품: PHD Pneu Connect 그리퍼
Rapid Design Solutions의 Troy Ojalehto (왼쪽) 이후, 공인 유니버설 로봇 시스템 인터그레이터 (Certified Systems Intergrator of Universal Robots) 가 초기 응용 프로그램을 개발한 후, Toolcraft의 자동화 엔지니어인 Brian Laulainen (오른쪽) 은 부품 헹굼 및 건조 스테이션을 UR5e 응용 프로그램 애드온으로 개발하는 것 외에도 일상적인 작업을 처리할 수 있었습니다. Laulainen은 UR Academy 를 통해 교육을 진행한 후 Ojalehto와 함께 몇 시간 동안 실습 교육을 보완했습니다.
Toolcraft는 PHD 의 UR + 인증 그리퍼 PneuConnect 를 UR5e 의 팔 끝 툴링으로 선택했습니다. UR + 인증을 받았다는 것은 그리퍼가 UR cobots 의 티치 펜던트에 직접 통합된 모든 프로그래밍 소프트웨어를 사용하여 UR cobot 과 원활하게 작동하도록 인증되었음을 의미합니다.
Rapid Design Solutions의 소유주인 Troy Ojalehto는 "UR의 프리 드라이브 기능은 로봇 포인트를 가르치는 시간을 크게 줄여줍니다." 라고 말합니다. UR 코봇 (cobots) 은 티치 펜던트의 프로그램에 추가된 원하는 웨이포인트를 통해 팔을 움직이는 것만으로 ’티치 방법 (teach method)' 을 통해 쉽게 프로그래밍할 수 있다. Toolcraft는 프로그래밍에 UR 시뮬레이터를 사용하여 오프라인으로 부품 헹굼 및 건조 스테이션에 대한 전체 프로그램을 만들었으며, 프로그램을 티치 펜던트로 전송할 때 중간 지점을 삽입했습니다.
기계 가공 사이클은 UR5e 만이 6 분 동안 부품을 돌보는 동안 56 분간 지속됩니다. “나머지 시간에는 코봇 (cobot) 이 다음 사이클을 기다리며 놀고 있었습니다. 우리는 바쁘게 지내고 싶었습니다." 라고 Wittenberg는 말합니다. 회사가 어떻게 부품 헹굼 및 청소 스테이션을 추가했는지 설명합니다. UR5e 가 CNC 에서 가공된 부품을 꺼내면, 코봇 (cobot) 은 이제 부품을 헹굼 용액에 담근 다음 에어젯을 통과시킨 다음 배송을 위해 세척 및 건조된 부품을 랙에 놓습니다. 기계 공장은 또한 UR5e I/O 인터페이스를 통해 공압 고정 장치와 도어 액추에이터를 쉽게 제어할 수 있었습니다. "이것은 CNC 배선의 필요성을 크게 줄이고 CNC의 모든 표준 안전 기능을 보존합니다." 라고 Ojalehto는 설명합니다.
Toolcraft는 초기 응용 프로그램을 가동하고 실행하기 위해 시스템 통합 업체의 도움을 받았지만 기계 공장은 스스로 헹굼 및 건조 스테이션을 프로그래밍하고 설치할 수 있었습니다. 비텐베르크는 "유니버설 로봇 (Universal Robots) 이 제공하는 모든 무료 온라인 지원이 이를 가능하게 했습니다." 라고 말합니다. “자동화 엔지니어가 온라인 UR Academy 를 수강한 후 통합 업체와 몇 시간을 보냈으며 외부의 도움 없이 해당 스테이션을 cobot 사이클에 추가할 수 있었습니다.”
처음에 비텐베르크는 헹굼 스테이션의 프로그래밍 단계에서 생산이 중단될 것을 우려했는데, 이는 UR5e 가 일반 기계 관리 업무를 처리할 수 없기 때문입니다. 그러나 Toolcraft 팀은 코봇이 계속 작동하는 동안 유니버설 로봇 (Universal Robots) 의 시뮬레이터를 사용하고 사이클의 거의 전체 추가를 오프라인으로 프로그래밍할 수 있다는 것을 발견했습니다.
cobot ### 1년에 한 대의 cobot, 다음 단계는 수평 밀 자동화입니다
처음으로 cobot 설치에 성공한 Toolcraft는 이제 매년 하나의 cobot 설치를 계획하고 있습니다. Wittenberg는 "우리 자신의 자동화 엔지니어가 이제 무엇이든 들어와서 문제를 해결할 수 있다는 사실이 이 목표를 달성하는 데 핵심이 될 것입니다." 라고 말하면서 작업 현장에서 자동화해야 할 다음 작업은 수평 밀을 돌보는 것이라고 설명합니다. “밀링 머신 안팎으로 교체되는 회전식 비석을 사용하는 공장 때문에 잠재적인 어려움이 있습니다. 이로 인해 고정에 몇 가지 어려움이 생깁니다. 그러나 우리는 유니버설 로봇과 픽스처링의 혁신을 사용하여 이러한 문제를 해결할 수 있다고 확신합니다.”
Troy Ojalehto, Owner, Rapid Design SolutionsUR5e 반복성이 30 마이크론으로 낮아졌다는 소식을 들었을 때 우리는 매우 흥분했습니다. 이는 전통적인 산업용 로봇과 같은 공간에서 경쟁하기 때문에 우리에게는 매우 큰 일이었습니다.
워싱턴주 시애틀 외곽의 먼로에 본사를 둔 Toolcraft는 항공우주, 의료 및 방위 산업용 부품을 제조하는 소형 기계 공장으로, 고효율, 정밀도 및 일관성을 갖춘 CNC 가공 솔루션을 제공합니다.
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30 마이크론의 반복성을 갖춘 UR5e 는 다중 나사산 부품을 CNC 고정 장치에 정확하게 삽입하는 작업을 처리할 수 있었습니다. CNC 사이클은 수직 밀에서 세 번의 작업, 바이스 픽스처에서 두 번의 작업, 4축 로터리 유닛에서 한 번의 작업을 포함합니다.
UR의 자유 구동 기능은 로봇 포인트를 가르치는 시간을 크게 줄여줍니다. "라고 Toolcraft의 자동화 엔지니어인 Brian Laulainen은 말합니다.
CNC 가공 사이클에서 생산된 부품은 UR5e 다중 나사산 의료 기기 부품의 경향이 있어 CNC 내부의 고정밀 3단계 핸들링이 필요합니다.
UR5e 덕분에 Toolcraft는 수작업보다 7주 빨리 연간 생산을 끝낼 수 있었습니다.
수천 개의 기업이 협동 로봇을 활용하여...
